哈工程分析化学-第1章绪论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,章,绪论,1,学时,第,2,章 定量分析中的误差与数据处理,5,学时,第,3,章,滴定分析法,18,学时,第,4,章 电化学分析法,8,学时,第,5,章,色谱分析法,14,学时,第,6,章 紫外,可见分光光度法,6,学时,第,7,章 原子吸收光谱法,6,学时,第,8,章 红外吸收光谱法,4,学时,第,9,章 核磁共振波谱法和质谱法简介,2,学时,合计,64,学时,Harbin Engineering University,第,1,章 绪论,本章教学基本的要求,1.,了解分析化学的性质、任务、作用及发展趋势。,2.,熟悉分析方法的分类，课程的特点。,3.,掌握化学分析基本过程，分析方法选择的基本原则,。,Harbin Engineering University,1.1,分析化学的性质、任务和作用,1.2,分析方法的分类,1.3,分析化学的变革与发展,1.4,定量分析基本过程与分析方法选择,1.5,本课程的基本任务和要求,分析化学与社会,医药质量,DNA,与生命,环境监测,兴奋剂检测,食品分析,分析化学与社会,环境：大气、水质和土壤监测；,生产：生产过程的质量控制；,食品：农药残留量，食品的营养成分；,法庭：,DNA,技术，物证；,生命：临床诊断、病理研究、基因序列，基因,缺陷；,医药：构效关系，新药筛选，天然药物的有效,成分与结构；,宇宙：登陆月球后的岩样分析，火星、土星的,临近探测；,人类所有这些活动的每一步都离不开分析化学。,1.2,分析方法的分类,按分析任务分类,(1),定性分析,（,qualitative analysis,）,含何种元素，离子，官能团。,(2),定量分析,(quantitative analysis),测定物质中有关组分的含量,。,(3),结构分析,(structure analysis),形态分析，分子结构，立体结构，结构与活性,。,1.2.1,定性、定量和结构分析,按分析原理分类,:,化学分析和仪器分析,（,1,）,化学分析：重量分析，容量分析（各种滴定分析）。,重量分析,过程：,过滤、洗涤,烘干,灼烧,称量,1.2.2,化学分析与仪器分析,容量分析,包括各种滴定分析。,使用各种容量器皿：,滴定管；,容量瓶；,移液管,。,光学分析法,电化学分析法,色谱分析法,其他：热分析；质谱；毛细管电泳等。,（,2,）,仪器分析,1.2.3,其他分类方法,按分析对象分类,(1)无机分析,(inorgannic analysis),：对象是无机物，主要试样中的元素及无机物定性、定量分析。,(2)有机分析,(organnic analysis),：对象是有机物，主要试样中的元素化合物官能团和结构鉴定。,(3)生化分析,(4)药物分析等,按试样的用量分类方法,试样质量,试样体积,常量分析,0.1g,10mL,半微量分析,0.01,0.1g,1,10mL,微量分析,0.1,10mg,0.01,1mL,超微量分析,0.1mg,0.01mL,按待测组分含量高低分类,常量组分分析（质量分数,1,);,微量组分分析（质量分数,0.01,1,),；,痕量,组分分析（质量分数,0.01,).,根据作用分类,例行分析,Routine analysis,仲裁分析,Referee analysis,分,析,化,学,化,学,分,析,仪,器,分,析,酸碱滴定,配位滴定,氧化还原滴定,沉淀滴定,电化学分析,光化学分析,色谱分析,波谱分析,重量分析,滴定分析,电导、电位、电解、库仑极谱、伏安,发射、吸收，荧光、光度,气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳,红外、核磁、质谱,电化学分析,酸碱,配位,沉淀,氧化还原,滴定分析,重量分析,光化学分析,化学,分析,仪器,分析,色谱分析,质谱分析,热分析,基础,发展,分析化学,化学,物理、数学、生物,计算机、激光、功能材料,常量分析,微量、痕量分析,1.3,分析化学的变革与发展,1.,由分析对象来看,有机物分析,无机物分析,生物活性物质,2.,由分析对象的数量级来看,3.,由分析自动化程度来看,常量,微量,痕量,分子水平,手工操作,仪器,自动,全自动,智能化仪器,1.3.1,分析化学的变革,发展过程,分析化学的三个发展阶段，三次变革。,阶段一：,16,世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；,20,世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析化学的理论基础，分析化学由一门操作技术变成一门科学，,形成了分析化学的第一次变革,。,20,世纪,40,年代前，化学分析占主导地位，仪器分析方法的种类少、精度低。,阶段二：,20,世纪,40,年代后，仪器分析的大发展时期,仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展,化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低,为什么出现在这一时期？,一系列重大科学发现,为仪器分析的建立和发展奠定基础。,（1）布洛赫（,Bloch,）和伯塞尔（,Purcell E M,）；建立了核磁共振测定方法获1952年诺贝尔化学奖；,（2）,Martin A J P,和,Synge R L M,，建立气相色谱分析法，获1952年诺贝尔化学奖；,（3）,Heyrovsky J，,建立极谱分析法，获1959年诺贝尔化学奖。,仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革,阶段三：,20,世纪,80,年代初，以计算机应用为标志的第三次变革。,（1）计算机控制的分析数据采集与处理：,实现分析过程的连续、快速、实时、智能；分析自动化,促进化学计量学的建立。,（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分析条件，获得最大程度的,化学信息,。,化学信息学：,化学信息处理、查询、挖掘、优化等,3）以计算机为基础的新仪器的出现：,如傅里叶变换红外光谱仪，色-质联用仪等。,1.,3.2,分析化学的发展趋势,传统分析化学课题,：,“有什么？”和“有多少？”,高要求,：,物质的成分，价态、状态和结构；,进展,：,常量,(1%),微量,(0.01%1),痕量,(0.01%)；,静态分析动态分析；,离线,(,off line),在线,(,on line)、,实时,(,real time),;活体内,(,in vivo),原位分析；,方向,：,高灵敏度（达原子级、分子级水平）；,高选择性（复杂体系）、快速、简便、经济；,自动化、数字化、计算机化、信息化和智能化。,分析化学的发展方向：,微型,高效,自动,智能,1.4,定量分析基本过程与分析方法选择,1.,取样,具有代表性,。,2.,试样的预处理,分解、消除干扰。,3.,测定,方法的选择。,4.,分析结果的计算与评价,计算结果、获得数据的可信程度，分析报告。,1.4.1,定量分析基本过程,1.,4.2,分析方法选择的基本原则,分析对象的多样性决定了分析方法的众多。,对某种物质，有多种分析方法可以选择。,例铁含量分析：,如果不考虑其含量范围，可供选择的分析方法就有配位滴定、氧化还原滴定、分光光度法、伏安分析法、原子吸收及原子发射法等各种分析方法。,各种分析方法的灵敏度和准确度的不同。,应根据具体情况和要求选择适当的分析方法,。,分析方法的选择通常应遵循一些基本原则,常量分析：一般采用,化学分析,方法；,微量成分分析：应选择灵敏度高的,仪器分析,方法；,生产过程的中间控制分析：选快速简便的分析方法；,标准物质和重要产品（如食品、药品及化学试剂）的分析：必须采用带有强制性的,标准分析方法,。国家颁布有标准的分析检验方法（国家标准、部颁标准或行业标准）；,出口产品的分析检验：需要采用,国际通用标准,。,根据被测组分的性质、含量范围、对结果准确度的要求、分析速度的要求及具体条件，选择适当的分析方法是分析化学工作者所应该具有的基本能力,。,1.5,本课程的基本任务和要求,1.,5.1,课程的,基本,任务和要求,(,1),掌握基本的定量分析方法及其原理和应用。,(2),掌握各种分析方法的有关计算，初步具备数据评价能力。,(3),掌握有机分子结构解析的基本知识。,(4),初步具备查阅文献资料、选择分析方法、拟定实验步骤的能力。,(5),掌握分析化学的基本实验技能，树立明确的量的概念，培养严格、认真、求是的工作作风和科技工作者应有的基本素养。,(6),培养观察、分析和解决问题的能力，为学习后继课程和今后从事科研实践等打下良好的基础,。,1.,5.2,分析化学的特点,1.,分析化学中突出“量”的概念,如：测定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。,2.,分析试样是一个获取信息、降低系统的不确定性的过程,过程合理，方法适当，信息准确,。,3.,实验性强,强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决实际问题的能力。,4.,综合性强,涉及化学、生物、电学、光学、计算机等，体现能力与素质。,分析化学工作者应具有很强的责任心,。,1.4.3,定量分析结果的表达,给出分析结果时，要考虑组分的,存在形式,和含量的,表示形式,。,复杂试样中，某种组分在试样中可能以一种或多种形式存在。,例,：测定试样中的,Ca,2+,的量，当溶液中有少量配位体共存时，溶液中的,Ca,2+,既有,游离态,，也有,配合物,，有的方法仅能测定游离态的,Ca,2+,含量，而有的方法测定的则是其总含量。,氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、有机胺等形式存在。,定量分析结果的表达,需根据实际工作要求和测定原理决定。,合金和矿物成分：分析常以,元素的形式,给出。,电解质溶液：常用,离子的形式,表示，含氧复杂物质则常用,被测元素的氧化物,表示。,行业表示：化肥工业需要标出氮肥的总含氮量。环境监测分析中常用“化学耗氧量（,COD,）。,组分含量的分析结果通常表示为相对含量：,质量百分数,、体积百分数,或摩尔百分数,x,微量和痕量组分：常用百万分之一（,10,-6,，即,mgkg,-1,、,mgL,-1,）来表示，或用十亿分之一,(,10,-9,，即,gkg,-1,、,gL,-1,),来表示。,1.,5.3,分析化学文献,1,主要参考书,（,1华东理工大学化学系 四川大学化工学院,分析化学,(,第五版,),北京,高等教育出版社,2000,（,2,）,武汉大学,分析化学,(,第四版,),北京,高等教育出版社,2000,（,3,）,华中师范大学,东北师范大学,陕西师范大学,北京师范大学分析化学,(,第三版,),北京,高等教育出版社,2001,（,4,）,李克安主编,分析化学北京,北京大学出版社,2005,（,5,）,钟佩珩 郭璇华 黄如杕 吴奇藩,分析化学,化学工业出版社,北京,2004,（,6,）,湖南大学化学化工学院,分析化学，科学出版社，北京,2001,（,7,）,刘志广主编,仪器分析,高等教育出版社,2007,（,8,）,朱明华,仪器分析,(,第三版,),高等教育出版社,2000,年,（,9,）,刘志广 张华 李亚明,仪器分析,(,第二版,),大连理工大学出版社,2004,（,10,）,刘志广主编,分析化学学习指导,大连理工大学出版社,2002,（,11,）,刘志广主编,仪器分析学习指导与综合练习,高等教育出版社,2005,2.,重要的国内外分析化学专业期刊,（,1,）,分析化学，中国化学会主办，,1973,年创刊,（,2,）,分析测试学报，中国分析测试学会主办，,1982,年创刊,（,3,）,分析科学学报，武汉大学、北京大学、南京大学联合主办主办，,1982,年创刊,（,4,）,Analytical Chemistry,（美国），,1929,年创刊,（,5,）,The Analyst,(,英国,),，,1877,年创刊,（,6,）,Talant,(,英国,),，,1958,年创刊,（,7,）,Analytica Chemica Acta,（荷兰），,1929,年创刊,（,8,）,分析化学（日本），,1952,年创刊,思考题,1.,分析化学在化学学科发展过程中起着什么作用？,2.,分析化学在,20,世纪经历哪几次变革？,3.,分析化学的发展趋势是什么？,4.,分析方法是如何分类的？,5.,定量分析的一般过程分为哪几步？,6.,拟订一个有关分析化学的专题，从网络上查找有关资料。,